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Antennes Loop Magnétiques du 80m au 2m

                                      

Voici la description de deux antennes VHF prévues pour une même fréquence de résonance et de tailles différentes, c’est juste une application ou une adaptation de l’antenne boucle à la bande VHF alors que cette antenne est plutôt réservée aux bandes HF, notamment et surtout par les américains.

                 

Le principe est simple : c’est un circuit oscillant avec une self (la boucle principale) et un condensateur. La petitesse de l’ensemble pour la bande VHF en fait un petit « bijoux » en cuivre, qui pourrait presque servir de boucle d’oreille (hi !). Une deuxième boucle plus petite vient servir la première en assurant un couplage. Bien que les longueurs et diamètres ne soient pas critiques, j’ai essayé de reprendre ¼ de la longueur d’onde pour la plus grosse (soit 42cm de longueur ou 13,5cm de diamètre) et 1/10 de la longueur d’onde pour la plus petite (soit 20cm ou 6,5cm de diamètre)

Pas de consigne particulière si ce n’est d’apporter un soin particulier aux soudures et de se fier aux photos jointes. Pas besoin de chauffer le cuivre pour le cintrage, vu le faible diamètre des selfs, utiliser un tuyau en PVC de 100mm et 50mm comme base de cintrage et ajuster ensuite à volonté jusqu’à l’obtention des dimensions désirées.

Fournitures :

-          62cm de tuyau de cuivre de 6,5mm (provenance chute d’origine climatiseurs)

-          Deux fiche BNC chassis femelle argentées

-          Fil de cuivre en 6 carré mono brin (argenté, c’est mieux)

-          Fil de cuivre 2,5 carré mono brin

-          Condensateur variable 1 à 10 pF ou 1 à 15 pF

-         Un analyseur d’antenne pour visualiser fréquences, pertes et impédances

Voici donc de quoi se mettre sous la dent pour les longues soirées d’hiver, le rendement de ces antennes est impressionnant si l’on considère le rapport gain/taille de l’antenne qui est vraiment à la hauteur des efforts apportés à la réalisation. La directivité est  dans le sens du plan de la boucle principale et non perpendiculaire à cette dernière (contrairement à pas mal d’articles écrits un peu trop vite)…

On peut pousser un peu la plaisanterie en ajoutant des éléments parasites à la bonne distance de l’élément radiateur.

Observation : le rendement est bon mais en plus, la sélectivité est très bonne, le « Q » pour la plus grande est de 211 et  pour la plus petite : 327 ! (voir les relevés au mini VNA)

               

                         L'antenne et le Mini VNA                               L' antenne en place sur le Yaesu FT60, reçoit de R2 de Gigondas 84

                

Voici une autre réalisation qui fonctionne de 14mHz à 29mHz sans trou pour une puissance maximum de 30w. Le condensateur variable est motorisé: moteur de tournebroche avec une pile de 1,5V déportée dans un petit boitier doté d'un inverseur ON/OFF/ON momentané pour changer de sens. Le moteur de tournebroche est déja démultiplié mais j'ai rajouté en plus un démultiplicateur de rapport 1/6 pour rendre le réglage (déja très pointu) encore plus souple. Le système est rendu étanche pour subir les intempéries sans problèmes, l'antenne a séjourné  pendant une longue période en haut du pylone, les résultats sont les mêmes qu'au sol, en effet, elle fonctionne aussi bien car le sol n'a aucune influence sur son rendement, le seul interet est de pouvoir la faire tourneravec le rotor et d'observer un effet directif dans le plan de l'antenne et non perpendiculaire au cadre comme on pourrait s'y attendre.

               

Une capacité de petite valeur en série sur la petite boucle de couplage est parfois nécessaire pour ramener l'impédance à 50 ohms, la tension en ce point étant faible, une capa de 65v suffit.

                 

 L' antenne en haut du pylone. Avec 20w sur 20m, on peut contacter la France entière dans ces conditions.

     Voici deux antennes, dont une multibande (3,5 MHz à 30MHz) et une monobande pour le 40m

                                                                 FABRICATION F4EOH 

                                                                                       

1/ L'antenne monobande 40m:

      

   Cette antenne peut fonctionner en émission et accepte 200W sans problème. La capacité principale se fait avec du coaxial RG213 enroulé autour de l'axe vertical, le diélectrique étant le diélectrique du coaxial. L'effet selfique ne gène en rien, ni le fonctionnement, ni l'effet directif de l'antenne. La capacité de réglage (pour couvrir la totalité de la bande 40m) est en fait une torsade de 5cm X 2 environ de cable rigide d'électricité 2,5mm2 soudé en bout de coaxial, l'un étant soudé sur l'ame et l'autre sur la tresse. Les deux bouts de fils étant séparés en V: diminution de la capa (pour le haut de bande 40m), lorsqu'ils sont torsadés: augmentation de la capa (pour le bas de bande).

Le cuivre utilisé vient de chez Brico "machin", c'est une couronne de 4,50m  pour liaison climatisation avec deux tuyaux: un de 9,52mm de diamètre (boucle principale) et 6,35mm de diamètre (pour la boucle de couplage), prix: 29 euros.

Les diamètres des boucles ne sont pas critiques, mais la miniaturisation de l'antenne ci-dessus est spectaculaire (44cm!) et m'a permis de faire QSO dans toute la France avec 200w.

Petite astuce: il est interessant de prévoir un système coulissant pour pouvoir faire varier le diamètre de la boucle de couplage, afin d'afiner l'impédance et régler pour un TOS minimum. Souder franchement après réglages. Pour ce travail, un analyseur d'antenne est bien précieux.

                                                                   

             Ci-dessus, un relevé de cette antenne au mini VNA, on notera un facteur Q de 107 et un ROS proche de 1/1 sur la fréquence de résonnance 7,075.84 MHz !

 

2/ L'antenne multibande 3,5 MHz à 30 MHz:

     

                                  

Ceci est une antenne pour la réception, car elle utilise une capacité variable provenant d'un poste de radio. La valeur de cette capacité est de 2 X 480pF en parallèle (soit 960pF) ce qui permet une écoute de 7 MHz à 30 MHz. Pour une écoute sur la bande 80m, il suffit de rajouter une petite capacité additionnelle sur le dessus, au niveau des fiches banane femelles. La valeur trouvée ici est une cpacité de 680 pF au mica (le mica est plus stable en température mais une capacité céramique peut faire l'affaire). Deux abaques (avec ou sans capacité additionnelle) sert au réglage rapide, on affine ensuite "à l'oreille". L'heureux possésseur (F0GMY) de cette antenne se régale à décoder des images DRM sur la bande 80m ainsi que divers modes numériques sur d'autres bandes, et écoute la phonie dans d'excellentes conditions.

L'assemblage et le maintien des boucles se fait avec des bouts de tuyau PVC de 32mm de diamètres offrant une robustesse qui permet d'installer l'antenne sur un mat ou un pylone. Pouvoir la faire tourner avec un petit rotor serait un plus pour aprécier l'effet directif.

 

   L' ANTENNE LOOP MAGNETIQUE DE LOIC F4GHA

de 20m à 10m:

     

Mon ami et voisin Loic F4GHA vient de réaliser une superbe antenne loop magnétique et, cerise sur le gâteau, il a fabriqué un très joli CV papillon lui-même avec une grande régularité et d’une grande précision, de plus, il a trouvé un système de commande qui va certainement attirer la curiosité des adeptes de ce type d’antenne. Bravo Loic! 

 

Voici sa description :

 

 

                                                 

 

 

Voila le descriptif :

 

Large inspiration depuis le site : http://www.f3dd.org/laloopmagnetique/index.html

 

Diamètre : 80cm

 

Condensateur à air  : 11/18pf à 34/64pf, selon si on le prend en papillon ou en classique.

 

                                               

 

                         Son superbe CV papillon home made

 

Condensateurs coaxiaux : un en 44pf et un en 23pf.

 

Emission : 20m-10m.

 

 

Coupleur condo/moteur  : cardan universel de modélisme. Aucune démultiplication.

 

Commande moteur : Kit de commande moteur Pas à pas BIG STEP, avec vitesse variable, sélection du sens de rotation

 

Moteur pas à pas modèle PAP-2
- Tension : 12 V
- Taille : A = NEMA 17 moteur normalisé selon taille ("frame") NEMA
- Encombrement : 42,5 x 42,5 x L mm
- Entraxe de fixation : 31 x 31 mm
- Axe Ø x L : 5 x 10 mm
- Type : Bipolaire
- Nombre de fils : 4 fils
- Angle / pas : 0,9°
- Pas / tour : 400
- Longueur : 44 mm
- Couple de blocage : 3,6 kg.cm
- Courant par phase : 0,3 A
- Résistance : 40 ohms
- Inductance : 90 mH
- Poids : 0,26 kg

 

                             

 

Lorsque l'on manque de place il est toujours difficile de s'orienter vers un type d'antenne. En effet, on recherche toujours le meilleur compromis entre encombrement et performance. 

Pour ma part étant en milieu semi-urbain et par soucis de discrétion, je me suis lancé dans la réalisation d'une antenne boucle magnétique. On entend souvent dire de ces antennes quelle sont performantes surtout en réception. Cela est dû au fait quelles fonctionnent par champ magnétique et non pas électro magnétique comme la plupart des antennes. Cette caractéristique les rend donc plus "silencieuses" et beaucoup moins sensibles aux QRM électriques engendrés par les environnements urbains.

 

                              

 

 

L'antenne étant positionnée sur le balcon à l'abris des intempéries, je n'ai pas jugé utile de surprotéger les différents éléments (moteur, CV...).  L'antenne est  un octogone de 80cm réalisé en tube de cuivre de 20mm. Au sommet on retrouve un CV papillon à fort isolement fait maison.

 

           

 

                              

 

      

 

La valeur du CV est suffisante de 15 à 10m, mais il faut adjoindre un condensateur coaxial pour le 17 et 20m. 

La commande du CV se fait par l'intermédiaire d'un kit de commande moteur BIG STEP et d'un moteur Pas à pas 12V. La tension du moteur peut être coupée et les sens de rotations peuvent être inversés. La vitesse de commande du moteur est réduite au minimum ce qui permet de se dispenser de démultiplication entre le moteur et le CV:

 

 

       

 

La boucle de couplage est totalement isolée de la grande boucle, celle ci est réalisée en laiton est fait environ 15cm de diamètre.

 

Côté utilisation, l'accord se fait rapidement, en tournant le CV la réception augmente très fortement. Il suffit alors de petits "coups" d'interrupteur pour parvenir à un ROS de 1.2 voir 1.1 de 14 à 30mhz. Un commutateur bascule l'antenne soit vers le transceiver soit vers un MFJ259, cela permet un accord pointu, rapide et sans risque pour le transceiver.

 

En réception, j'ai fait des essais en extérieur et sur balcon. Dans tous les cas la Loop est supérieure de 2 points S-mètre par rapport à un double raccourci BUDDIPOLE. 

En émission, il me reste à faire des essais. 

La bande passante présentant un ROS correct va de 20 à 80khz selon la fréquence utilisée.

 

Le compromis encombrement/performance est pour moi imbattable. Je pense déjà à en réaliser une plus grande avec des éléments plus résistants aux intempéries.